CN107356448B - 一种用于微创手术的自动取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于微创手术的自动取样装置，包括动力模块、传动模块、取样模块与存储模块，传动模块包括第一传动结构与第二传动结构，存储模块包括单样本室，第一传动结构与取样模块固定连接，取样模块活动安装于第二传动结构一端，第二传动结构另一端与单样本室固定连接，并且第二传动结构、取样模块与存储模块相互连通，动力模块驱动下，第一传动结构带动取样模块取样并保存至单样本室，第二传动机构相对取样模块旋动，使样本移出单样本室。本发明中第二传动结构连通取样模块和存储模块，一方面用于输送样本，另一方面在动力模块驱动下实现样本的转移，简化产品结构，便于自动化操作。

Description

一种用于微创手术的自动取样装置

技术领域

本发明涉及微创手术中使用的装置，尤其涉及一种用于微创手术的自动取样装置。

背景技术

随着科学技术的发展，越来越多的医疗公司推出了微创取样设备。目前，大多数微创设备采用手动取样。

但是，现有的手动取样存在以下缺陷：

手动取样导致取样时组织样本形状各异，并且常因操作方式的不同导致获得的样本区别较大。另外，手动取样装置过于简单和粗大。总之，当前的微创取样设备过于落后，需要更高的集成度和更优化的设计。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于微创手术的自动取样装置，易于操作，提高手术操作效率。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种用于微创手术的自动取样装置，包括动力模块、传动模块、取样模块与存储模块，所述传动模块包括第一传动结构与第二传动结构，所述存储模块包括单样本室，所述第一传动结构与所述取样模块固定连接，所述取样模块活动安装于所述第二传动结构一端，所述第二传动结构另一端与所述单样本室固定连接，并且所述第二传动结构、所述取样模块与所述存储模块相互连通，所述动力模块驱动下，所述第一传动结构带动所述取样模块取样并保存至所述单样本室，所述第二传动结构相对所述取样模块旋动，使样本移出所述单样本室。

进一步地，所述第二传动结构包括第二齿轮与输送轴，所述输送轴中空并与所述取样模块贯通，所述动力模块包括第二动力源，所述第二动力源包括存样电机与存样齿轮，所述存样电机为直流电机，所述存样电机的电机轴插接于所述存样齿轮，所述存样齿轮与所述第二齿轮啮合。

进一步地，所述取样模块包括外管、内管与密封座，所述内管与所述外管均中空，所述外管一端设有尖端，所述外管侧面上开设有取样槽，所述外管另一端通过密封座与所述内管一端固定连接，所述内管另一端活动安装于所述输送轴。

进一步地，所述动力模块还包括电路板与第一动力源，所述第一动力源包括传动电机与传动齿轮，所述传动电机为直流电机，所述传动电机的电机轴插接于所述传动齿轮，所述第一传动结构包括第一齿轮，所述传动齿轮与所述第一齿轮啮合，所述第一动力源、所述第二动力源均与所述电路板电连接。

进一步地，所述动力模块包括外壳，所述外壳包括上外壳与下外壳，所述上外壳设置有卡扣孔，所述下外壳包括卡扣针，所述卡扣针收容于所述卡扣孔，使所述上外壳与所述下外壳卡扣连接，所述电路板、所述第一动力源、所述第二动力源均安装于所述外壳内。

进一步地，所述第一传动结构还包括前弹簧、固定座、旋转杆、动力轴与后弹簧，所述旋转杆与所述固定座螺纹连接，所述第一齿轮套接于所述动力轴，所述旋转杆收容于所述动力轴内，所述旋转杆沿所述动力轴轴线方向移动，所述前弹簧套接于所述旋转杆一端，所述后弹簧安装于所述动力轴的一端。

进一步地，所述存储模块包括观察窗、盖子与密封垫，所述观察窗位于所述存储模块的正上方，所述盖子活动安装于所述观察窗开口处，所述密封垫与所述盖子固定连接，以密封所述观察窗。

进一步地，所述存储模块还包括接口，所述接口与真空泵固定连接，所述动力模块上还包括控制端口，所述控制端口与所述电路板电连接，所述用于微创手术的自动取样装置通过所述控制端口与外部设备连通。

进一步地，所述存储模块还包括底座，所述单样本室收容于所述底座，在所述底座内部设有凸起，所述单样本室一端侧面设有凸台，所述凸起与所述凸台位于同一圆周面上。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：第二传动结构连通取样模块和存储模块，一方面用于输送样本，另一方面在动力模块驱动下实现样本的转移，简化产品结构，便于自动化操作。

附图说明

图1为本发明用于微创手术的自动取样装置的结构示意图；

图2为图1所示用于微创手术的自动取样装置的一爆炸图；

图3为图1所示用于微创手术的自动取样装置的另一爆炸图；

图4为图3所示外壳的一分解图；

图5为图3所示壳体的一分解图；

图6为图3所示第一传动结构的一分解图；

图7为图3所示存储模块的一分解图；

图8为图3所示存储模块的一立体结构图；

图9为图1所示用于微创手术的自动取样装置安装隔离套后的结构示意图；

图10为图8所示隔离套的结构示意图。

图中：2、动力模块；21、外壳；211、上外壳；212、下外壳；213、按钮；214、固定扣；215、齿轮孔；22、电路板；23、第一动力源；231、传动电机；232、传动齿轮；24、第二动力源；241、存样电机；242、存样齿轮；25、控制端口；3、传动模块；31、壳体；311、上壳体；312、下壳体；313、卡扣；32、第一传动结构；321、前弹簧；322、固定座；323、旋转杆；324、动力轴；325、后弹簧；326、第一齿轮；33、第二传动结构；331、第二齿轮；332、输送轴；4、取样模块；41、外管；411、尖端；412、取样槽；42、内管；43、密封座；5、存储模块；50、底座；501、凸起；51、接口；52、观察窗；53、盖子；54、密封垫；55、入口；56、单样本室；561、凸台；57、多样本室；6、隔离套。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1-2所示，一种用于微创手术的自动取样装置，包括动力模块2、传动模块3、取样模块4和存储模块5。

继续参阅图3及图4，动力模块2包括外壳21、电路板22、第一动力源23、第二动力源24与控制端口25。电路板22、第一动力源23和第二动力源24均卡接在外壳21内。第一动力源23和第二动力源24均与电路板22电连接。

外壳21用于提供内部部件的安装空间并保护内部器件，包括上外壳211、下外壳212、按钮213、固定扣214与齿轮孔215。上外壳211上设置有与下外壳212扣合的卡扣孔，下外壳212设置与上外壳211扣合的卡扣针，卡扣针收容与卡扣孔内，实现上外壳211与下外壳212的卡扣连接。按钮213安装于下外壳212上。按钮213包括启动键与备用键。长按启动键装置进入自检模式，长按备用键装置进入参数设置模式，主要设置取样速度和取样位置。短按启动键进行手/自动收集样本切换。

第一动力源23包括传动电机231及传动齿轮232，传动齿轮232套接于传动电机231的电机轴，使传动齿轮232在传动电机231的带动下旋转。第二动力源24包括存样电机241及存样齿轮242，存样齿轮242套接于存样电机241的电机轴上，使存样齿轮242在存样电机241的带动下旋转。传动电机231、存样电机241均为直流电机。传动齿轮232、存样齿轮242分别通过一个齿轮孔215与外壳21外的齿轮结构啮合。

控制端口25包括标准MODBUS-RTU口与电源供电口。标准MODBUS-RTU口用于整个装置的扩展，可以连接第三方设备（如触摸屏等）。第三方设备（如触摸屏等）能通过该标准MODBUS-RTU口对装置进行控制，同时读取整个装置当前的运行状态，从而实现自动取样装置的数字化控制。MODBUS-RTU口可读取的内容包括自动取样装置的自检信息和故障状态、电机工作状态、电机的工作参数、传动模块3的工作位置、样本取样量和样本储存室剩余空间等；MODBUS-RTU口可控制的内容包括自动取样装置的启动与停止、取样速度的设置与调节、取样位置的设置与调节等。电源供电口向装置供电。控制端口25与电路板22电连接。

传动模块3，包括壳体31、第一传动结构32与第二传动结构33。第一传动结构32与第二传动结构33均安装于壳体31内。

继续参阅图5，壳体31包括上壳体311、下壳体312与卡扣313。上壳体311设置有与下壳体312扣合的卡扣孔，下壳体312上设置与上壳体311扣合的卡扣针，卡扣针容纳于卡扣孔，以实现上壳体311与下壳体312的卡扣连接。卡扣313为可按压式卡扣。

继续参阅图6，第一传动结构32包括前弹簧321、固定座322、旋转杆323、动力轴324、后弹簧325与第一齿轮326。固定座322设有内螺纹，与旋转杆323上的外螺纹螺纹配合。动力轴324为圆柱状，内部中空呈六角形，旋转杆323呈外六角形，旋转杆323插在动力轴324内部以实现连接。第一齿轮326套在动力轴324外部并与动力轴324固定连接。前弹簧321安装于旋转杆323另一端，后弹簧325安装于动力轴324另一端。在前弹簧321与后弹簧325作用下，第一传动结构32的运动范围得以限定，有助于实现自动停止。

第二传动结构33包括第二齿轮331、输送轴332与第一密封圈（图未标）。第二齿轮331套在输送轴332外部并与输送轴332固定连接。输送轴332内部中空。第一密封圈安装于输送轴332一端。

取样模块4包括外管41、内管42与密封座43。外管41一端呈针状，形成尖端411，在外管41一侧开设有取样槽412。取样槽412靠近尖端411。外管41的另一端与内管42固定连接。密封座43包括外管座与第二密封圈。外管座用于固定外管41，防止外管41活动；第二密封圈用于密封外管41与内管42的装配间隙，具有阻止液体进入样本通道的作用。

继续参阅图7及图8，存储模块5采用透明材料，包括底座50、接口51、观察窗52、盖子53、密封垫54、入口55、单样本室56与多样本室57。接口51、观察窗52、盖子53、密封垫54、入口55均位于底座50上。底座50内部中空，单样本室56插接于底座50。底座50设有凸起501，单样本室56一端侧面设有凸台561，底座50与单样本室56连接在一起后，凸起501与凸台561位于同一圆周面上，随着单样本室56的旋转，凸起501与凸台561相抵触，以限定单样本室56的旋转角度，实现精确定位。接口51用于连接真空泵，抽吸样本输送通道中的空气。观察窗52位于存储模块5的正上方，通过观察窗52可直接肉眼观测样本。观察窗52上活动安装盖子53，盖子53上设置密封垫54，以确保观察窗52不打开时密闭性良好。打开盖子53可以触摸或取出当前样本。样本通过入口55传输至单样本室56进行存储。多样本室57采用网状结构设计，可以分离取样模块4收集的样本和液体。当需要采样多个样本时，每次获得的样本先输送至单样本室56，再下次取样之前，单样本室56旋转使样本掉落在多样本室57内。单样本室56可观测保留最新的一条样本，多样本室57可存储多达50条+1条以上样本。

继续参阅图9及图10，装配时，外壳21上的固定扣214固定有隔离套6。隔离套6主要用于卫生防护，每次微创操作时更换新的隔离套6，以进一步保证整个自动取样装置的卫生安全。卡扣313用于将外壳21和壳体31固定呈一体。第一齿轮326与传动齿轮232啮合，以便在第一动力源23的作用下实现第一传动结构32的旋转。第二齿轮331与存样齿轮242啮合，使第二传动结构33在第二动力源24的带动下正反旋转。内管42活动安装于第二传动结构33一端，从而便于取样模块4的单独消毒。第一密封圈用于密封内管42与输送轴332，具有防止液体进入样本输送通道的作用，并能有效隔绝外部气体和内部气体。第二传动结构33的另一端与单样本室56扣合固定相连。内管42与第一传动结构32固定连接，并顺次穿过后弹簧325、旋转杆323、固定座322及前弹簧321。

使用时，传动电机231在电路板22控制下驱动传动齿轮232旋转，进而带动与传动齿轮232啮合的第一齿轮326旋转。由于取样模块4与第一传动结构32固定连接，取样模块4随着第一齿轮326前进、后退或旋转以完成取样过程。该取样过程中，取样模块4的旋转时，存储模块5及第二传动结构33静止不动。取样后，样本进入外管41内部，在真空泵的抽吸作用下，样本经内管42、第二传动结构33进入单样本室56。再次取样前，需事先将单样本室56的样本转移至多样本室57。该转移过程中，存样电机241驱动存样齿轮242转动，从而带动与其啮合的第二齿轮331旋转，使与第二传动结构33固定连接的单样本室56旋转，样本从单样本室56掉落在多样本室57中。在第二传动结构33旋转过程中，取样模块4与第一传动结构32静止不动。

本技术方案的装置工作过程具体如下：

用于微创手术的自动取样装置工作前，通过接口51连接真空泵，并为电路板22等控制设备供电。连接完成后，安装隔离套6，上电并长按启动键使装置进入自检模式。自动取样装置自检正常后，将外管41的尖端411锋利，可以刺入样本中；同时取样槽412对准样本，开始手动或自动取样。

打开真空泵，让取样槽412吸住样本。取样的过程中，电路板22控制第一动力源23以带动第一传动结构32前进、后退或旋转。此时，内管42在样本中进行前进、后退和旋转以完成取样。同时，在电路板22控制下第二动力源24带动第二传动结构33，从而带动单样本室56的旋转，以将上一次采集样本放入多样本室57内。单样本室56在第二动力源24的作用下通过第二传动结构33实现正转和反转，并在凸起501与凸台561的配合下具有限位功能。根据实际需要确定取样量后，停止自动取样，关闭真空泵。拆卸存储模块5，取出样本。

本发明中，用于微创手术的自动取样装置，结合外部辅助设备，可以实现样本的自动取样和信息化显示。具体过程如下：

触摸屏与控制端口25中的标准MODBUS-RTU通信口连接，以实时获取自动取样装置的工作状态，实现信息化显示。对触摸屏进行配置或者设计触摸屏流程图，触摸屏可以读取或控制自动取样装置。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种用于微创手术的自动取样装置，其特征在于：所述用于微创手术的自动取样装置包括动力模块、传动模块、取样模块与存储模块，所述传动模块包括第一传动结构与第二传动结构，所述存储模块包括单样本室，所述第一传动结构与所述取样模块固定连接，所述取样模块活动安装于所述第二传动结构一端，所述第二传动结构另一端与所述单样本室固定连接，并且所述第二传动结构、所述取样模块与所述存储模块相互连通，所述动力模块驱动下，所述第一传动结构带动所述取样模块取样并保存至所述单样本室，所述第二传动结构相对所述取样模块旋动，使样本移出所述单样本室；

所述动力模块包括电路板、第一动力源和第二动力源，所述第一动力源包括传动电机与传动齿轮，所述传动电机为直流电机，所述传动电机的电机轴插接于所述传动齿轮，所述第一传动结构包括第一齿轮，所述传动齿轮与所述第一齿轮啮合，所述第一动力源、所述第二动力源均与所述电路板电连接；

所述第一传动结构还包括前弹簧、固定座、旋转杆、动力轴与后弹簧，所述旋转杆与所述固定座螺纹连接，所述第一齿轮套接于所述动力轴，所述旋转杆收容于所述动力轴内，所述旋转杆沿所述动力轴轴线方向移动，所述前弹簧套接于所述旋转杆一端，所述后弹簧安装于所述动力轴的一端。

2.如权利要求1所述用于微创手术的自动取样装置，其特征在于：所述第二传动结构包括第二齿轮与输送轴，所述输送轴中空并与所述取样模块贯通，所述第二动力源包括存样电机与存样齿轮，所述存样电机为直流电机，所述存样电机的电机轴插接于所述存样齿轮，所述存样齿轮与所述第二齿轮啮合。

3.如权利要求2所述用于微创手术的自动取样装置，其特征在于：所述取样模块包括外管、内管与密封座，所述内管与所述外管均中空，所述外管一端设有尖端，所述外管侧面上开设有取样槽，所述外管另一端通过密封座与所述内管一端固定连接，所述内管另一端活动安装于所述输送轴。

4.如权利要求1所述用于微创手术的自动取样装置，其特征在于：所述动力模块包括外壳，所述外壳包括上外壳与下外壳，所述上外壳设置有卡扣孔，所述下外壳包括卡扣针，所述卡扣针收容于所述卡扣孔，使所述上外壳与所述下外壳卡扣连接，所述电路板、所述第一动力源、所述第二动力源均安装于所述外壳内。

5.如权利要求1所述用于微创手术的自动取样装置，其特征在于：所述存储模块包括观察窗、盖子与密封垫，所述观察窗位于所述存储模块的正上方，所述盖子活动安装于所述观察窗开口处，所述密封垫与所述盖子固定连接，以密封所述观察窗。

6.如权利要求1所述用于微创手术的自动取样装置，其特征在于：所述存储模块还包括接口，所述接口与真空泵固定连接，所述动力模块上还包括控制端口，所述控制端口与所述电路板电连接，所述用于微创手术的自动取样装置通过所述控制端口与外部设备连通。

7.如权利要求1所述用于微创手术的自动取样装置，其特征在于：所述存储模块还包括底座，所述单样本室收容于所述底座，在所述底座内部设有凸起，所述单样本室一端侧面设有凸台，所述凸起与所述凸台位于同一圆周面上。